考虑多源误差影响的谐波减速器传动误差建模与分析

为解决现有谐波减速器传动误差建模方法的不足,提出一种考虑装配误差、齿面误差的综合误差建模方法。该方法首先建立装配误差和齿面误差数学模型,并进行误差影响参数分析。其次,测量实验样机装配偏心量和歪斜角度,基于模型得到对应偏心误差、歪斜误差模型理论值,齿面加工误差幅值按一般加工工况大小代入模型,得到对应加工误差模型理论值;然后,分别进行500 h、1500 h、3000 h时长的磨损实验,磨损后进行齿面形貌扫描和数据分析,得到对应的齿面形貌参数,基于模型得到对应的磨损误差模型理论值。最后,综合考虑多源误差影响,设置3组同型号样机,进行传动误差实验。实验结果表明:考虑装配偏心、歪斜和齿面加工等影响因素,传动误差的实验测量值与模型理论值误差在1.7~3.3%之间;综合考虑装配偏心、歪斜、齿面加工、齿面磨损等影响因素,在磨损500 h、1500 h、3000 h后传动误差的实验测量值与模型理论值误差分别在-3.45~2.07%、-5.88~-2.94%、1.33~5.33%之间。

谐波齿轮传动的传动误差建模与补偿

针对谐波传动齿轮的角传动误差和静态定位误差很难实时精确测量和补偿的问题,建立了一种对谐波齿轮角传动误差及静态定位误差进行预测的数学模型,并探索了误差补偿的方法。在建模中,特别分析了微位移区域非线性弹性变形引起的角传动误差,以及各种常规研究中讨论过的同步分量;并应用具有滞回属性的滚动摩擦建模框架对非线性弹性分量进行了数学建模,最终将所提出的传动误差模型作为一种前馈补偿应用于模拟谐波齿轮传动系统。研究结果表明,所提出的建模和补偿方法能有效预测和补偿谐波传动系统的角传动误差,同时使其稳态散射降低40%,大大提高了传动系统的静态定位精度。

转台齿轮传动系统的误差建模及其精度分配研究

针对齿轮传动系统误差建模分析和精度分配这一问题,以新型转台传动系统为例,提出了一种具备良好鲁棒性、经济性及实用性的新传动系统优化设计方案。首先,建立了从单个齿轮到一对齿轮再到齿轮传动系统的传动误差分步计算体系,以概率统计法为基础创建了传动误差数学模型,对其传动误差进行了计算;然后,针对传统遗传算法进行多目标拓扑优化,创建了具备良好经济性和工程意义的齿轮精度分配方案,对齿轮精度进行了分配;最后,将两者进行有机整合,得到了新的传动系统优化设计方案,并设计实验对其正确性进行了验证。研究结果表明:采用新传动系统优化设计方案进行优化后,转台传动系统在满足设计要求的前提下,相关的齿轮精度等级得以降低,转台成本下降;同时,经过实验验证,采用该传动误差计算模型能够使齿轮传动系统的设计周期缩短7%,并降低对经验的依赖程度。